静电纺再生丝素纳米纤维研究

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静电纺丝以其能够获得纳米级纤维而引起科研人员的关注。聚合物熔体或溶液在高压静电作用下,电场力克服聚合物溶液表面张力形成一股带电的喷射流,之后溶剂挥发,纤维固化,纳米级纤维以无序状排列在收集板上,形成类似无纺布状纤维膜。因其具有纤维纤度细、表面积大、孔隙率高的形态特点,可作为细胞生长的多孔支架,有利于细胞粘附和增殖,也可作为人工移植血管、创面覆盖材料及药物载体,广泛应用于组织工程及其它生物医学材料。丝素蛋白是一种资源丰富、性能优良的生物材料,大量研究表明丝素蛋白具有良好的生物相容性、透氧透湿性和生物可降解性,深受国内外学者的关注。突破传统丝素膜的形式,运用静电纺丝成型工艺,可以获得具有三维结构和较高比表面积的纤维膜,有望应用于组织工程中的细胞支架材料、伤口包敷材料等。本论文采用自行设计的静电纺丝仪器,以甲酸为溶剂,对静电纺再生丝素纳米纤维进行了初步研究。研究了不同形式的再生丝素膜的静电纺丝情况。重点研究了再生丝素室温干燥膜的静电纺丝工艺条件,研究了纺丝液质量分数、电压、纺丝距离、喷嘴口径和倾斜角度对纤维形态结构的影响。用X-射线衍射、红外光谱、固态13C CP/MAS 核磁共振和热分析等方法研究了静电纺丝素纳米纤维的微细结构。结果表明:静电纺工艺参数对纤维形态结构有至关重要的影响,纺丝液质量分数为11%、13%,电压为32kv,纺丝距离7cm 时,可纺得平均直径91nm、96nm 的纳米纤维;静电纺再生丝素纳米纤维与再生丝素室温干燥膜相比SilkⅡ(β折迭)增多,结晶度提高,经甲醇处理的电纺丝构象呈β折迭结构。
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